蛍光エネルギー移動測定による骨格筋の細いフィラメントのアトミックモデル構築

• 研究課題/領域番号: 21570162
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 生物物理学
• 研究機関: 福井大学
• 研究代表者: 三木 正雄 福井大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30242580)
• 研究期間 (年度): 2009 – 2011
• 研究課題ステータス: 完了 (2011年度)
• 配分額: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2011年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円); 2010年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円); 2009年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
• キーワード: タンパク質 / 核酸の構造 / 動態 / 機能 / アクチン / トロポミオシン / トロポニン / 筋収縮制御 / FRET / 細いフィラメント / カルシウム制御 / アトミックモデル / 生物物理 / 分子スイッチ / 蛍光測定 / 制御メカニズム

研究概要

筋肉の細いフィラメント成分であるアクチン、トロポミオシン、トロポニンのそれぞれ特異的な部位に蛍光エネルギードナー分子とエネルギーアクセプター分子をラベルした。それらドナー・アクセプター間の蛍光エネルギー移動効率を求めた。一方、アクチン、トロポミオシン、トロポニンの結晶構造からの原子座標を用いて、これら成分を、あらゆる配置をとらせて、座標計算から距離を求め、この距離から計算でもとめる蛍光エネルギー移動効率を求めて、実測値と比べ、もっとも実測値にあう配置を求めることにより、アクチン、トロポミオシン、トロポニンのアトミックモデルを構築した。

研究成果

• [雑誌論文] A Three-Dimensional FRET Analysis to Construct an Atomic Model of the Actin. Tropomyosin. Troponin Core Domain Complex on a Muscle Thin Filament (2012)
  • 著者名/発表者名: Miki, M., Makimura, S., Sugahara, Y., Yamada, R., Bunya, M., Saitoh, T., & Tobita, H.
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 420 ページ: 40-55
  • NAID: 120004186302
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Three Dimensional FRET Analysis to construct an Atomic Model of the Actin-Tropomyosin-Troponin Core Domain Complex on a Muscle Thin Filament (2012)
  • 著者名/発表者名: Miki, M., Makimura, S., Sugahara, Y., Yamada, R., Bunya, M., Saitoh, T., Tobita, H.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 巻: 420 号: 1-2 ページ: 40-55
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2012.03.029
  • NAID: 120004186302
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Three-Dimensional FRET Analysis to Construct an Atomic Model of the Actin-Tropomyosin Complex on a Reconstituted Thin Filament (2011)
  • 著者名/発表者名: M. Miki, S. Makimura, T. Saitoh, M. Bunya, Y. Sugahara, Y. Ueno, C. Kimura-Sakiyama & H. Tobita
  • 雑誌名: J. Mol. Biol 巻: 414 ページ: 765-782
  • NAID: 120003726650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction sites of tropomyosin in muscle thin filament as identified by site-directed spin-labeling (2011)
  • 著者名/発表者名: K. Ueda, C. Kimura-Sakiyama, T. Aihara, M. Miki & T. Arata
  • 雑誌名: Biophys. J. 巻: 100 ページ: 2432-2439
  • NAID: 120003726649
  • 査読あり
• [雑誌論文] Interaction Sites of Tropomyosin in Muscle Thin Filament as Identified by Site-Directed Spin-Labeling (2011)
  • 著者名/発表者名: Ueda, K., Kimura-Sakiyama, C., Aihara, T., Miki, M., Arata, T.
  • 雑誌名: Biophysical Journal 巻: 100 号: 10 ページ: 2432-2439
  • DOI: 10.1016/j.bpj.2011.03.021
  • NAID: 120003726649
  • 査読あり
• [雑誌論文] A Three-Dimensional FRET Analysis to Construct an Atomic Model of the Actin-Tropomyosin Complex on a Reconstituted Thin Filament (2011)
  • 著者名/発表者名: Miki, M., Makimura, S., Saitoh, T., Bunya, M., Sugahara, Y., Ueno, Y., Kimura-Sakiyama, C., Tobita, H.
  • 雑誌名: Journal of Molecular Biology 巻: 414 号: 5 ページ: 765-782
  • DOI: 10.1016/j.jmb.2011.10.033
  • NAID: 120003726650
  • 査読あり
• [雑誌論文] Switch action of Troponin on Muscle Thin Filament as Revealed by Spin Labeling and Pulsed EPR (2010)
  • 著者名/発表者名: T. Aihara, M. Nakamura, S. Ueki, H. Hara, M. Miki, and T. Arata
  • 雑誌名: J. Biol. Chem 巻: 285 ページ: 10671-10677
  • 査読あり
• [雑誌論文] Switch Action of Troponin on Muscle Thin Filament as Revealed by Spin Labeling and Pulsed ESR (2010)
  • 著者名/発表者名: Aihara, Nakamura, Ueki, Hara, Mild, Arata
  • 雑誌名: The Journal of Biological Chemistry 巻: 1285 ページ: 10671-1067
  • 査読あり
• [学会発表] A Three-Dimensional FRET Analysis to Construct an Atomic Model of the Actin. Tropomyosin. Troponin Core Domain Complex on a Muscle Thin Filament (2012)
  • 著者名/発表者名: Masao Miki
  • 学会等名: International Workshop "from Structure to Dynamics : for Our Understanding of Protein-Protein Interactions"
  • 発表場所: 長浜
  • 年月日: 2012-03-18
• [学会発表] A Three-Dimensional FRET Analysis to Locate the Troponin Core Domain on a Reconstituted Thin Filament (2012)
  • 著者名/発表者名: 三木正雄、牧村敏史、菅原康之、山田隆太、文屋正志、飛田英孝
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2012-01-06
• [学会発表] A Three-Dimensional FRET Analysis to Locate the Troponin Core Domain on the Reconstituted Thin Filament (2012)
  • 著者名/発表者名: 三木正雄、牧村敏史、菅原康之、山田隆太、文屋正志、斎藤隆弘、飛田英孝
  • 学会等名: 生体運動合同研究班会議
  • 発表場所: 筑波大学
  • 年月日: 2012-01-06
• [学会発表] 三次元FRET解析によるFアクチンートロポニンコアドメイン複合体のアトミックモデル構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三木正雄、牧村敏史、菅原康之、山田隆太、文屋正志、飛田英孝
  • 学会等名: 日本生物物理学会年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路
  • 年月日: 2011-09-18
• [学会発表] 三次元FRET解析によるFアクチンートロポニンコアドメイン複合体のアトミックモデル構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三木正雄、牧村敏史、菅原康之、山田隆太、文屋正志、飛田英孝
  • 学会等名: 日本生物物理学会第49回年会
  • 発表場所: 兵庫県立大学姫路
  • 年月日: 2011-09-08
• [学会発表] 三次元FRET解析によるFアクチンートロポミオシン複合体のアトミックモデル構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三木正雄,牧村敏史,文屋正志,斉藤隆弘,菅原康之,飛田英孝
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 大阪市大
  • 年月日: 2011-01-07
• [学会発表] 三次元FRET解析によるFアクチン-トロポミオシン複合体のアトミックモデル構築 (2011)
  • 著者名/発表者名: 三木正雄, 牧村敏史, 文屋正志, 斉藤隆弘, 菅原康之, 飛田英孝
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 大阪市立大学(大阪府)
  • 年月日: 2011-01-07
• [学会発表] FRET between probes on Actin and Tropomyosin in the Reconstituted Thin Filament for Constructing an Atomic Model of the FA-Tm Complex (2010)
  • 著者名/発表者名: 牧村敏史、文屋正志、斉藤隆弘、菅原康之、飛田英孝、三木正雄
  • 学会等名: 日本生物物理学会第48回年会
  • 発表場所: 東北大学
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] FRET between probes on Actin and Tropomyosin in the Reconstituted Thin Fila ment for Constructing an Atomic Model of the FA-Tm Complex (2010)
  • 著者名/発表者名: 牧村敏史、文屋正志、斉藤隆弘、菅原康之、飛田英孝、三木正雄
  • 学会等名: 日本生物理学会年会
  • 発表場所: 東北大学(宮城県)
  • 年月日: 2010-09-20
• [学会発表] Three-Dimensional FRET Analysis for Constructing an Atomic Model of the Muscle Thin Filament (2010)
  • 著者名/発表者名: 三木正雄、飛田英孝、斎藤隆広、牧村敏史、文屋正志
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 東京大学
  • 年月日: 2010-01-10
• [学会発表] Three-Dimensional FRET Analysis for Constructing an Atomic Model of the Muscle Thin Filament (2010)
  • 著者名/発表者名: 三木正雄, 飛田英孝, 斎藤隆広, 牧村敏史, 文屋正志
  • 学会等名: 生体運動研究合同班会議
  • 発表場所: 生体運動研究合同班会議
  • 年月日: 2010-01-10
• [学会発表] FRET between Residues on Actin and the N-terminal region(83-111) of Tropomyosin in the Reconstituted Thin Filament (2009)
  • 著者名/発表者名: M. Bunya, S. Makimura, H. Tobita, and M. Miki
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 徳島文理大学
  • 年月日: 2009-11-01
• [学会発表] FRET between Residues on Actin and the N-terminal region (83-111) of Tropomyosin in the Reconstituted Thin Filament (2009)
  • 著者名/発表者名: M.Bunya, S.Makimura, H.Tobita, M.Miki
  • 学会等名: 日本生物物理学会第47回年会
  • 発表場所: 日本生物物理学会第47回年会
  • 年月日: 2009-11-01